JP4201202B2 - Low voltage modulation circuit for pass device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置に関する。本発明は、特に、装置を通して信号の経路指定のために多くの半導体装置において使用される切替型ルーティングネットワークの改良に関する。 The present invention relates to a semiconductor device. The present invention particularly relates to improvements in switched routing networks used in many semiconductor devices for signal routing through the device.
本明細書では、P及びNチャンネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)装置(PMOS及びNMOS)は、ゲートノード、ドレインノード、及びソースノードとして記述される。これは他の実施形態の構造及び動作を明確にするために役立つ。PMOS装置はゲートの信号が低のときに正電流を伝達し、ゲートの信号が高のときに電流の伝達を中止する。NMOS装置はゲートの信号が高のときに正電流を伝達し、ゲートの信号が低のときに電流の伝達を中止する。 In this specification, P and N channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) devices (PMOS and NMOS) are described as gate nodes, drain nodes, and source nodes. This serves to clarify the structure and operation of other embodiments. The PMOS device transmits positive current when the gate signal is low and stops transmitting current when the gate signal is high. The NMOS device transmits positive current when the gate signal is high and stops transmitting current when the gate signal is low.
標準的な慣例に従うと、NMOS装置内では正電流がドレインノードからソースノードへ流れ、PMOS装置内ではソースノードからドレインノードへ流れる。ソースノードとドレインノードの慣例は、本発明の実施形態の構造及び動作を記述するのを役立たせるためにのみ使用され、本発明の範囲を限定するものではない。特にソース領域とドレイン領域が対称であれば、MOSトランジスタを逆動作させることができる。従って、ソースとドレインの相対的な位置は、本発明の実施形態の開示に重要な意味を持たない。 According to standard practice, a positive current flows from the drain node to the source node in the NMOS device and from the source node to the drain node in the PMOS device. The convention of source and drain nodes is used only to help describe the structure and operation of embodiments of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention. In particular, if the source region and the drain region are symmetrical, the MOS transistor can be operated in reverse. Accordingly, the relative positions of the source and drain are not critical to the disclosure of embodiments of the present invention.
図12を参照すると、多くの半導体装置は、構成可能ルーティングネットワーク20を介して接続される多数のプロセス素子10を備えている。例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」)、プロセッサアレイ及び再構成可能演算アレイ(「RAA」)などの再構成可能装置は、多くのプロセス素子を一般的に備えている。プロセス素子は、プロセス素子の種々の組合せ間におけるリンクを形成可能な汎用相互接続ネットワークによって共に接続されている。同様に、集積装置は一つまたは複数の共有バスを介して接続されるいくつかのプロセッサ、周辺装置およびメモリを備えている。構成可能ルーティングネットワーク20とプロセス素子10の間に入力バッファ回路80を設けることはしばしば有益である。これらの入力バッファ回路80は、入力値を単に伝達するバッファであり得る。入力バッファ回路80は、CMOSインバータ、NANDゲート、又はNORゲート等の単純な論理装置でもあり得る。入力バッファ回路80は、半導体装置の設計者によって種々の機能を実行するための、より複雑な回路でもあり得る。
Referring to FIG. 12, many semiconductor devices include a number of
構成可能ルーティングネットワーク20は、一つのプロセス素子10から他のプロセス素子へ信号を伝達する。CMOS回路に対してこれらの信号は典型的には2進数値の連続である。2進値の連続は、論理「1」に対応する高電圧か、論理「0」に対応する低電圧のいずれかで表される。高電圧は、通常はVddに等しく、つまり正供給電圧60である。低電圧は、通常はGndに等しく、つまりグラウンド供給電圧70である。
The configurable routing network 20 communicates signals from one
一般的に、ルーティングネットワーク20は、配線セグメント30のセットと能動素子のセットを備えている。能動素子のセットは、配線セグメント30間の接続の結線又は断線を行うことが可能なスイッチ40として構成される。配線セグメント30間の結線又は断線を選択的に行うことによって、ルーティングネットワーク20は装置上の種々のプロセス素子10間におけるさまざまな接続を行うことができる。プロセス素子10の条件が変化するにつれて、これらの接続は動的に変更することができる。スイッチ40は制御配線50上の信号によって制御され、典型的にはそれら自身が一部である装置の状態、またはときには他の装置の状態によって制御される。
In general, the routing network 20 comprises a set of
切替型ルーティングネットワークにおいて使用可能なスイッチ40には種々の種類がある。ルーティングネットワークを設計する際に有効なスイッチ40の一つは、パストランジスタとして知られている単一のトランジスタである。単一のトランジスタのソース及びドレインは、ルーティングネットワーク内にある一対の配線セグメント30に接続されている。パストランジスタは良好な選択である。なぜなら、半導体装置上で大きな空間を占めることがなく、信号を配線セグメント30を通してどちらの方向にも伝達でき、経路に能動回路がないので電力消費はそれほど大きくもない。電力は配線セグメント30の充電、放電にのみ使用される。
There are various types of
スイッチ40をパストランジスタとして導入することによる不利な点もある。使用するパストランジスタの種類によって、パストランジスタを伝達できる最高電圧がゲート電圧(通常NMOSトランジスタをオンするVdd)よりも小さいか、またはパストランジスタを伝達できる最低電圧がゲート電圧(通常PMOSトランジスタをオンするGnd)よりも大きいかのどちらかである。NMOSパストランジスタにおいて、減少高信号はゲート電圧よりトランジスタの閾値電圧Vtに等しい分だけ低く、Vdd−Vtの減少高信号が生成される。PMOSパストランジスタにおいて、増大低信号はゲート電圧よりトランジスタの閾値電圧Vtの絶対値に等しい分だけ高く、Gnd−Vtの増大低信号が生成される(慣例によりPMOSトランジスタは負の閾値電圧を有しているので、Gnd−VtはGndよりも大きい)。したがって、VddとGnd間で変化する非劣化信号は、パストラジスタを通して伝達される際に劣化する。他の能動装置もまた同様に、能動装置により高信号または低信号のいずれかを変化させる。このパストランジスタの電圧が変化する効果のために、パストランジスタを通して送られる信号を受信する入力バッファ回路80のような論理装置は、論理装置内のトランジスタをオンまたはオフすることを保証するのに十分高くまたは低くない信号を受信する。
There are also disadvantages due to the introduction of the
例えば、NMOSパストランジスタからの減少高信号が、入力バッファ回路80内にあってソースに正の供給電圧Vddが供給されているPMOSトランジスタのゲートに供給されると、減少高信号はPMOSトランジスタを完全にオフするには不十分であり、いくらかの電流がPMOSトランジスタを通してリークするだろう。同様に、増大低信号が、入力バッファ回路80内にあってソースにグラウンド電圧Gndが供給されているNMOSトランジスタのゲートに供給されると、増大低信号はNMOSトランジスタを完全にオフするには不十分であり、いくらかの電流がNMOSトランジスタを通してリークするだろう。この現象はルーティングネットワークにおけるパストランジスタスイッチに特有なものではない。同様の問題は、高信号または低信号がいかなる能動または電力を供給された装置(例えば、トランジスタ、整流器、増幅器等)を経て伝達されるときに減少または増大されるときはいつでも起こる。
For example, if a reduced high signal from an NMOS pass transistor is supplied to the gate of a PMOS transistor that is in the
ルーティングネットワークにおけるパストランジスタのような能動装置によって引き起こされる電圧変化の問題を解決しようとする試みのために種々の手段が使用されている。例えば、パストランジスタの閾値電圧Vtを減少することによって、パストランジスタの出力の減少高信号を、パストランジスタの出力に取り付けられた他の装置のオン/オフを保証するのに十分なレベルの高さまで上げることができる。 Various means have been used in an attempt to solve the problem of voltage changes caused by active devices such as pass transistors in routing networks. For example, by decreasing the pass transistor threshold voltage V t , the reduced output signal of the pass transistor is high enough to guarantee on / off of other devices attached to the output of the pass transistor. Can be raised.
電圧Vtを下げるためには、シリコン基板を作成するためのより複雑な工程が要求される。より低い電圧Vtを有する装置を設計することもできるが、余分な工程段階が要求される。更に、この余分段階は、一般的に、より低いVt素子が通常のVt素子から物理的に離れて配置されなければならないことを意味しており、シリコン上の貴重な空間を消費してしまう。また、より低いVt素子はトランジスタがオフされるときに大きなリーク電流があることを意味しており、電力が浪費される。 To lower the voltage V t is more complicated process for making a silicon substrate is required. It is also possible to design the device with a lower voltage V t is an extra process steps are required. In addition, this extra step generally means that the lower V t element must be physically located away from the normal V t element, consuming valuable space on the silicon. End up. Also, a lower V t device has means that there is a large leakage current when the transistor is turned off, power is wasted.
電圧が変化する問題に対する別の解決法は、減少高信号を高信号に、または増大低信号を低信号へ引き戻すためのレベル回復回路を使用することである。電圧を回復するための回路には、2つのよく知られた種類がある。まず一番目に、「弱プルアップ」回路として知られる回路は減少高信号をプルアップするのに使用され得る(同様に、弱プルダウンは増大低信号をプルダウンすることができる)。二番目に、減少高信号及び増大低信号の両方をそれぞれ高値または低値に戻すために、差分増幅器回路が使用され得る。 Another solution to the voltage change problem is to use a level recovery circuit to pull the reduced high signal back to a high signal or the increased low signal back to a low signal. There are two well-known types of circuits for restoring voltage. First, a circuit known as a “weak pull-up” circuit can be used to pull up a decreasing high signal (similarly, a weak pull-down can pull down an increasing low signal). Second, a differential amplifier circuit can be used to return both the decreasing high signal and the increasing low signal to high or low values, respectively.
図1の回路は、弱プルアップ回路の例である。図1の回路は、減少高信号が供給される論理装置としてインバータ140の利用を示している。弱プルアップ回路は、NANDゲートのような他の装置に対して同様に機能する。しかしながら、弱プルアップ回路はNORゲートのような装置に対して有用ではない。弱プルアップが有用であるためには、プルアップが取り付けられている入力が高であり、その場合のみゲートの出力が低でなければならない。この条件は、インバータ及びNANDゲートに対しては満たされるが、他の入力が高の場合にその出力が低であり得るNORゲートに対しては満たされない。
The circuit of FIG. 1 is an example of a weak pull-up circuit. The circuit of FIG. 1 illustrates the use of
インバータ140は、完全に起動されることを保証するために、Vddに等しい高信号を必要とする。減少高信号は、入力110上で受信される。この減少高信号はインバータ140に伝達され、インバータ140はこの減少高信号の反転信号である低信号(低信号はGndに等しい)よりも少し大きい増大低信号を発する。この増大低信号は、PMOSトランジスタ130のゲートに渡され、PMOSトランジスタ130をオンする。PMOSトランジスタ130は、正電圧供給入力120上に存在する全Vddレベルまで入力110をプルアップすることができる。このようにして、入力110上の減少高信号は全Vddレベルまでプルアップされ、インバータ140は完全に起動され、全低電圧Gndを出力150へ伝達する。逆に、入力110上の増大低信号はPMOSトランジスタ130をNMOSトランジスタで置き換え、正電圧供給入力120上のVdd電圧をGnd電圧で置き換えることにより、全低電圧Gndへプルダウンできる。
しかしながら、この回路には重大な欠点がある。トランジスタ130の適正な強度を選択することは、回路の効果的な動作のために重要であり、決して些細なことではない。トランジスタの強度とは、電流が伝導しているときのトランジスタの抵抗値として計測される。高強度トランジスタは低強度トランジスタより大きな電流を伝導する。トランジスタ130が低強度過ぎると、トランジスタ130が入力をプルアップするのに(またはNMOSプルダウントランジスタに対してはプルダウンするのに)長時間かかり、その間にインバータ140は電力を消費する。トランジスタ130が高強度過ぎると、インバータを反転するために入力110上へ低を駆動しようとするときに、駆動回路がトランジスタに対してプルするのに時間がかかる。また、トランジスタ130が高強度過ぎると、入力110上へ高を駆動しようとするときに、NMOSがトランジスタをプルダウンするのに時間がかかる。抵抗性負荷に対してトランジスタ130からプルすることの必要性はまた、電力消費を増大させる。
However, this circuit has significant drawbacks. Selecting the proper strength of
トランジスタに対して適性強度を選択することは、再構成可能アレイでは特に難しい。なぜなら、最適強度が信号の元々の源から信号の目標である装置までのアレイを通しての経路の抵抗値に依存するからである。アレイは再構成可能なので、この経路はアレイ上に構成されたアプリケーションに依存してその長さが変動しているので、抵抗値は変化しており一定ではない。したがって、プルアップトランジスタに対して安全な値を選択する唯一の方法は、最悪の場合の経路に対しても安全な値、つまり経路のほとんど大半に対しては準最適値であることが保証される値を使用することである。この安全値は、その抵抗値が常にアレイを通してのいかなる経路によっても劣位に立たされるのに十分なほど低強度の値である。 Choosing the appropriate strength for a transistor is particularly difficult with a reconfigurable array. This is because the optimum intensity depends on the resistance value of the path through the array from the original source of the signal to the signal target device. Since the array is reconfigurable, the length of this path varies depending on the application configured on the array, so the resistance value is changing and not constant. Therefore, the only way to choose a safe value for the pull-up transistor is guaranteed to be a safe value for the worst case path, that is, a sub-optimal value for most of the path. Value is used. This safety value is low enough that its resistance value is always inferior by any path through the array.
他の解決方法は、図2に図示される差分増幅器回路である。この回路では、入力210上の入力信号は基準入力280上の基準信号Vrefと比較される。Vrefは、ルーティングネットワーク通して伝達する高信号及び低信号の中間になるように選択されている。正電圧供給入力220は、2つのPMOSトランジスタ230、240に正供給電圧Vddを供給している。グラウンド電圧供給入力270は、2つのNMOSトランジスタ250、260にグラウンド供給電圧Gndを供給している。2つのPMOSトランジスタ230、240のドレインは、2つのNMOSトランジスタ250、260を介してグラウンド270に接続されている。2つのPMOSトランジスタ230、240のそれぞれのドレインは、他のPMOSトランジスタのゲートに接続されている。第1NMOSトランジスタ250は、入力210上の入力信号によって制御されている。第2NMOSトランジスタ260は、基準入力280上のVrefによって制御されている。そして最後に、出力290は、第2PMOSトランジスタ240のドレインに接続されている。
Another solution is the differential amplifier circuit illustrated in FIG. In this circuit, the input signal on
差分増幅器は、2つのPMOSトランジスタ230、240の両方が通常は同時にオンされないように構成されている。2つのPMOSトランジスタ230、240の一つが低ドレイン電圧を有すると、そのトランジスタは他方のトランジスタをオンすることによって他方のドレイン電圧(及びそれ自身のゲート電圧)を高にする。このとき、それ自身はオフしており、それ自身のドレイン電圧が低く留まることを保証している。ドレイン電圧は電圧をGndにプルダウンしようとするNMOSトランジスタ250、260によって制御されている。2つのNMOSトランジスタ250、260のうちでそれ自身のゲート上の信号がより高い方は、より強くプルダウンし、対応するPMOSトランジスタ230、240のドレイン上により低い電圧を与え、結果として他のPMOSトランジスタをオンにする。従って、入力210上の信号が基準入力280のVref信号よりも低いと、第1PMOSトランジスタ230はオンし、第2PMOSトランジスタ240はオフし、出力290はGndまで下降する。入力210上の信号が電圧入力280のVref信号よりも大きいと、第2PMOSトランジスタ240はオンし、第1PMOSトランジスタ230はオフし、出力290はVddまで上昇する。このようにVrefは高及び低入力信号レベルの中間となるように選択されるので、入力信号が低よりは高により近いときは、いかなる入力信号もVddに等しい出力という結果になり、入力信号が高より低により近いときは、いかなる入力信号もGndに等しい出力という結果になる。
The differential amplifier is configured such that both of the two
しかしながらこの回路は、トランジスタ230、240、250、260を経てのVddからGndへの抵抗性経路のため電力を消費する。第2NMOSトランジスタ260は、常に部分的に導通しているために、出力290が高のときはいつでも増幅器を通しての定常的な電力ドレインがある。差分増幅器回路の余分な電力消費は、まず第1にパストランジスタネットワークを使用する電力の利点を帳消しにしてしまう。
However, this circuit consumes power due to the resistive path from V dd to Gnd through
従って、システムは半導体装置においての電力消費を増大することなく、少数の追加部品でネットワークを通して伝達する電圧に対するルーティングネットワークの影響を容易かつ最適に補償出来ることが必要である。 Therefore, the system needs to be able to easily and optimally compensate for the effects of the routing network on the voltage transmitted through the network with a small number of additional components without increasing power consumption in the semiconductor device.
添付された図は本発明の実施形態と詳細な説明をより理解するためのものであり、開示される実施形態の原理を説明する。 The accompanying drawings are provided for a better understanding of the embodiments and detailed description of the present invention and illustrate the principles of the disclosed embodiments.
図3は、CMOS論理装置の例を示す。図3の論理装置はインバータ300であるが、当業者には、ここで開示された実施形態がいかなる標準論理装置または、標準論理装置のいくつかの組合せと共に使用され得ることが理解されよう。図12において、インバータ300は、例えば再構成可能装置の入力バッファ回路80の構成要素であってもよい。説明を簡単にするために、開示された実施形態をCMOS論理装置を参照して説明する。論理装置の他の形態を使用する他の実施形態もまた可能である。図3に示すCMOSインバータは、入力310、正電圧供給320、グラウンド電圧供給350及び出力360に接続されている。正電圧供給320は、高CMOS電圧Vddの電力を供給する。この電力はCMOS論理装置に対して高値を(論理「1」)示す電圧として使用される。グラウンド電圧供給350は、グラウンド値Gndを供給する。そのグラウンド値Gndはまた、CMOS論理装置に対して低値(論理「0」)示す電圧として使用される。インバータ300は、正電圧供給入力325、第1PMOSトランジスタ330、第1NMOSトランジスタ340及びグラウンド電圧供給入力355を備えている。
FIG. 3 shows an example of a CMOS logic device. 3 is an
インバータ300は、入力310上の信号の反転信号を、出力360に伝達する。入力310上の信号が低値(例えばGnd、CMOS低など)の場合、第1PMOSトランジスタ330がオンされ、正電圧供給320から正電圧供給入力325を通して出力360へ電流が流れる。これにより、高信号は出力360へ送られる。第1NMOSトランジスタ340は低信号によってオフされており、グラウンド電圧供給350への経路は阻止されており、電流がグラウンド電圧供給350へ流れることが防止される。入力310上の信号が高値(つまり、Vdd、CMOS高など)の場合、第1PMOSトランジスタ330がオフされ、電流が正電圧供給320から流れることが防止される。第1NMOSトランジスタ340は高値によってオンされており、これにより出力360がグラウンド電圧供給入力355を通してグラウンド電圧供給350へ接続される。これにより、低信号は出力360へ送られる。
図4に示すように電圧変調回路400は、インバータ300のような目標回路と共に使用され、高及び/または低出力信号を供給する。電圧変調回路400は、インバータ300へ供給される電力が最初に電圧変調回路400を通り、その後にインバータ300へ供給されるように、インバータ300の正電圧供給320と正電圧供給入力325の間に接続されている。電圧変調回路400は、インバータ300の正電圧供給320と正電圧供給入力325の間に配置されているので、インバータ300によって形成された既存の経路以外には追加的電流経路が形成されない。従って、電圧変調回路400は、インバータ300内の既存のもの以外に追加的電力消費源となるものを形成しない。
As shown in FIG. 4, the
電圧変調回路400は、コンバータとバイパス回路を備えている。一つの実施形態では、コンバータは第2NMOSトランジスタ410であり、バイパス回路は第2PMOSトランジスタ420である。他の実施形態において、コンバータは一つまたは複数のトランジスタ、ダイオードまたは他の装置のような他の種類の装置で構成される。これらの装置は、入力310上の信号が減少高信号であっても、第1PMOSトランジスタ330がオフされることを保証するのに有効な減少レベルに正電圧供給320上の電圧を変換する。他の実施形態では、バイパス回路は、一つまたは複数のスイッチまたは他の装置のような他の種類の装置で構成される。これらの装置は、高値と減少高値の間でインバータ300に与えられた信号を選択的に制御する。
The
正電圧供給320は、第2NMOSトランジスタ410のゲート及びドレインの両方に接続されており、さらに第2PMOSトランジスタ420のソースにも接続されている。制御入力430は、第2PMOSトランジスタ420のゲートに接続されている。第2NMOSトランジスタ410のソース及び第2PMOSトランジスタ420のドレインは、インバータ300の正電圧供給入力325に接続されている。
The
インバータ300が通常動作のときは、入力310上の信号は低値と減少高値の間で変化する。入力信号が低値のときは、制御入力430は第2PMOSトランジスタ420へ低値を供給可能になっている。入力信号が減少高値のときは、制御入力430は第2PMOSトランジスタ420へ高値を供給可能になっている。これらの制御入力値は、出力360上の信号を反転するか、出力信号の反転信号である信号の他の利用できる源から導出できる。より一般的には、いかなる論理装置において、制御入力値は、論理装置内のPMOSトランジスタを通しての導通経路がない場合は常に第2PMOSトランジスタ420がオフ(つまり、制御入力高となり)であり、論理装置内のPMOSトランジスタを通しての導通経路がある場合は常に第2PMOSトランジスタ420がオン(制御低)となるように構成されている。標準CMOSゲートに対して(NMOSまたはPMOS装置のいずれかを通して経路が存在するが両方同時には存在しない場合)、「PMOS導通]状態は出力上の高信号と等しく、「PMOS非導通」状態は出力上の低信号と等しい。したがって、制御信号の値は出力信号の反転信号となる。電圧変調回路400は、CMOSゲートへの供給接続に接続しており、CMOSゲート(例えば入力310)への個々のデータ入力へは接続していないので、制御入力430が入力310を追尾することは常に必要というわけではない。これが図1の弱プルアップ回路との異なる点である。弱プルアップ回路は個々の入力を制御しようとするため、入力が高のとき低である制御信号をプルアップのために必要とする従って、弱プルアップ回路は、必要な制御信号が供給され得るゲートに対してのみ動作する。図1の回路は、例えばNORゲートへは適用できないが、図4に示す本発明の実施形態の回路はいかなるCMOSゲートにも適用できる。
When
入力信号が低値であり、従って制御入力430が低値を第2PMOSトランジスタ420へ供給するときは、第2PMOSトランジスタ420は全電圧Vddを正電圧供給入力320から正電圧供給入力325へ伝達する。この全電圧Vddは第2NMOSトランジスタ410を通して伝達されている減少電圧に優先する。このように制御入力430上の制御信号は、第2PMOSトランジスタ420を選択し、全正供給電圧Vddを正電圧供給入力325へ供給するように動作する。
When the input signal is low and thus the
入力信号が低値なので、第1PMOSトランジスタ330はVddを正電圧供給入力325から出力360へ供給する。第1NMOSトランジスタ340は低値によりオフされ、このためトランジスタ340を通してのグラウンド電圧供給350への電流経路はない。従って、全CMOS高信号がインバータ300の出力360上へ供給される。
Since the input signal is low, the
入力信号が減少高信号であり、従って制御入力430が第2PMOSトランジスタ420に高信号を供給するとき、第2PMOSトランジスタ420はオフされ、それにより電流が第2PMOSトランジスタ420を流れることが阻止される。しかしながら、依然として第2NMOSトランジスタ410を通しての正電圧供給320への接続が存在する。これは第2NMOSトランジスタ410のゲートがVddへ接続されており、それゆえ第2NMOSトランジスタ410が常に導通状態にあることによる。NMOSトランジスタはそのゲート電圧よりも大きく、その閾値電圧よりも小さい高信号を伝達することはできないことを再考されたい。NMOSトランジスタができることは高々、減少高信号を伝達することであり、この場合Vdd−Vt(N2)であり、Vt(N2)は第2NMOSトランジスタ410の閾値電圧である。この減少高信号は正電圧供給入力325へ供給される。このようにして、制御入力430上の制御信号は第2NMOSトランジスタ410を選択し、減少高信号を正電圧供給入力325へ供給するように動作する。
When the input signal is a decreasing high signal and therefore the
正電圧供給入力信号はVdd−Vt(N2)の減少高値であり、入力310からの入力信号はVdd−Vt(pass)の減少高値である(ここでVt(pass)は、それを通して入力信号が入力310に接続される一つまたは複数の装置の閾値電圧である)。ここで、第2NMOSトランジスタ410の閾値電圧が、入力310へ接続された一つまたは複数の装置の閾値電圧に略等しくなるように選択されていると仮定すると、入力信号と正電圧供給入力信号は略同電圧である。したがって、ゲート−ソース間の第1PMOSトランジスタ330の両端の電圧差は略ゼロであり、第1PMOSトランジスタ330はオフされる。Vt(N2)とVt(pass)が正確に等しくなる必要はない。要求される条件は、第1PMOSトランジスタ330を通して流れる電流が無視できることを保証するような、ゲート−ソース間電圧であるということである。この条件は、ゲート−ソース間電圧が1/2Vt(P1)を超えるときに典型的に満たされる。これはVt(N2)−Vt(pass)≧1/2Vt(P1)という条件に等しい(PMOSトランジスタは十分に低いゲート電圧によってオンされ、高いゲート電圧によってオフされることを再考されたい)。
The positive voltage supply input signal has a decreasing high value of V dd -V t (N2) , and the input signal from the
たとえ、正電圧供給320が全Vdd電圧を供給していても第1PMOSトランジスタ330を通してのリーク電流はない。これは、全Vdd電圧信号が第2NMOSトランジスタ410によって減少高信号へ変換されているからである。入力310上の減少高信号は依然として第1NMOSトランジスタ340上の閾値電圧を超えるほど強いのでそのトランジスタをオンし、出力360上の信号はグラウンド電圧供給350によりGndへ下げられる。従って、全CMOS低がインバータ300の出力360に供給される。
Even if the
図5に示す第2実施形態では、入力310が高信号を供給できるが、低信号ではなく増大低信号のみを供給できる状況に対処するために、電圧変調回路の変形が使用されている。第2電圧変調回路500はインバータ300と共に使用され、高及び/または低出力信号を供給する。第2電圧変調回路500は、インバータ300から取り出された電流が最初に第2電圧変調回路500を通り、次にグラウンド電圧供給350に流れるように、インバータ300のグラウンド電圧供給350とグラウンド電圧供給入力355の間に接続されている。第2電圧変調回路500は、インバータ300のグラウンド電圧供給350とグラウンド電圧供給入力355の間に配置されているので、インバータ300により形成された既存の経路以外に追加的な電流経路はない。従って、第2電圧変調回路500はインバータ300内の既存のもの以外に追加的な電力消費源を形成しない。
In the second embodiment shown in FIG. 5, a variation of the voltage modulation circuit is used to address the situation where the
第2電圧変調回路500はコンバータとバイパス回路を備えている。一つの実施形態においては、コンバータは第3PMOSトランジスタ510であり、バイパス回路は第3NMOSトランジスタ520である。他の実施形態において、コンバータは、一つまたは複数のトランジスタ、ダイオードまたは他の装置等の他の種類の装置から構成されている。これらの装置は、入力310上の信号が増大低信号であっても、グラウンド電圧供給350上の低信号を第1NMOSトランジスタ340がオフされることを保証するのに有効な増大低レベルに変換する。他の実施形態においては、バイパス回路は一つまたは複数のスイッチまたは他の装置等の他の種類の装置から構成されている。これらの装置は、低値と増大低値の間でインバータ300に供給される電圧を選択的に制御する。
The second
グラウンド電圧供給350は、第3PMOSトランジスタ510のゲート及びドレインの両方に接続されており、さらに第3NMOSトランジスタ520のソースにも接続されている。第2電圧変調回路500はまた第3NMOSトランジスタ520のゲートに接続される制御入力530を備えている。第3PMOSトランジスタ510のソースと第3NMOSトランジスタ520のドレインは共にインバータ300のグラウンド電圧供給入力355へ接続されている。
The
インバータ300が通常動作のときは、入力310上の信号は増大低値と高値の間で変化する。入力信号が高値のときは、制御入力530は高値を第3NMOSトランジスタ520に供給可能になっている。入力信号が増大低値のとき制御入力530は、第3NMOSトランジスタ520に低値を供給可能になっている。これらの制御入力値は出力360上の信号を反転するか、または他の利用できる出力信号の反転信号である信号源から導出される。より一般的には、いかなる論理装置において、制御入力値は、論理装置内のNMOSトランジスタを通して導通経路がないときは常に第3NMOSトランジスタ520がオフ(つまり制御入力低)であり、論理装置内のNMOSトランジスタを通して導通経路があるときは常に第3NMOSトランジスタ520がオン(制御高)となるように構成されている。標準的なCMOSゲートに対しては(NMOSまたはPMOS装置を通して経路がある場合であり、両方同時ではない場合)、「NMOS導通」状態は出力上の低信号に等しく、「NMOS非導通」状態は出力上の高信号に等しい。したがって、制御信号の値は、出力信号の反転信号となる。第2電圧変調回路500がCMOSゲートの供給接続に接続しており、CMOSゲート(つまり、入力310)への個々のデータ入力には接続していないので、制御入力530が入力310を追尾することは常に必要というわけではない。これが図1の弱プルアップ回路との違いである。弱プルアップ回路は個々の入力を制御しようとして、入力が高のとき低である制御信号をプルアップのために必要とする。したがって、制御信号は、要求される制御信号が供給され得るゲートに対してのみ動作する。例えば図1の回路はNORゲートに適用できないが、図5に示す本発明の実施形態の回路はいかなるCMOSゲートにも適用可能である。
When
入力信号が高値であり、従って制御入力530が高値を第3NMOSトランジスタ520に供給するとき、第3NMOSトランジスタ520は全グラウンド電圧Gndをグラウンド電圧供給350からグラウンド電圧供給入力355へ伝達する。この全グラウンド電圧Gndは、第3PMOSトランジスタ510を通して伝達されている増大低信号に優先する。このように、制御入力530上の信号は第3NMOSトランジスタ520を選択し、グラウンド信号をグラウンド電圧供給入力355へ供給するように動作する。
When the input signal is high and therefore the
入力信号が高値なので、第1PMOSトランジスタ330はオフされ、正電圧供給320から出力360へ電流は流れない。第1NMOSトランジスタ340は高値によってオンされており、グラウンド電圧供給350は出力360に接続される。これにより、出力360はGndへプルダウンされる。したがって、全CMOS低値はインバータ300の出力360上へ供給される。
Since the input signal is high, the
入力信号が増大低値であり、したがって制御入力530が第3NMOSトランジスタ520に低値を供給すると、第3NMOSトランジスタ520がオフされ、それにより電流が第3NMOSトランジスタ520を通して流れることが阻止される。しかしながら、第3PMOSトランジスタ510のゲートがGndへ接続されており、第3PMOSトランジスタ510がそのために常に導通状態なので、第3PMOSトランジスタ510を通してのグラウンド電圧供給350への接続は依然として存在する。PMOSトランジスタは全低信号を伝達できないことを再考されたい。PMOSトランジスタは高々、減少低信号を伝達できるだけであり、この場合−Vt(P2)であり、Vt(P2)は第3PMOSトランジスタ510の閾値電圧である(PMOSトランジスタは通常、負の閾値電圧を持つといわれ、−Vt(P2)は従って正値となる)。この増大低信号は、グラウンド電圧供給入力355に供給される。このように、制御入力530上の信号は第3PMOSトランジスタ510を選択して、増大低信号をグラウンド電圧供給入力355へ供給する。
If the input signal is an increasing low value and therefore the
グラウンド電圧供給入力信号は−Vt(P2)の増大低値であり、入力310からの入力信号は−Vt(pass)の増大低値である(Vt(pass)は、それを通して入力信号が入力310へ接続される一つまたは複数の装置の閾値電圧であり、PMOS装置に対して負値でもある)。ここで、第3PMOSトランジスタ510の閾値電圧が、入力信号が入力310へ接続されるまでに通過した一つまたは複数の装置の閾値に略等しくなるように選択されていると仮定すると、入力信号とグラウンド電圧供給入力信号は略同電圧になる。第1NMOSトランジスタ340の両端にかかるゲート−ソース間電圧はそれゆえに略ゼロであり、第1NMOSトランジスタ340はオフされる。第1NMOSトランジスタ340を通して流れる電流が無視できることが保証される程度にゲート−ソース間電圧が十分に低ければ、Vt(P2)とVt(pass)が正確に等しい必要はない。この条件は、ゲート−ソース間電圧が1/2Vt(N1)未満のとき典型的に満たされる。これはVt(P2)−Vt(pass)≦1/2Vt(N1)という条件に等しい。
A ground voltage supply input signal is increased low value of -V t (P2), the input signal from the
全Gnd電圧信号は、第3PMOSトランジスタ510によって増大低信号に変換されるので、グラウンド電圧供給350が全Gnd電圧信号を供給し続けても、第1NMOSトランジスタ340を通してのリーク電流は実質的にはない。入力310上の増大低信号は依然として、第1PMOSトランジスタ330のゲート−ソース間電圧を閾値電圧未満に維持するのに十分なほど低く、それによりそれをオンし、出力360上の信号はこのようにVddへプルされる。したがって、全CMOS高がインバータ300の出力360上に供給される。
Since the entire Gnd voltage signal is converted to an increased low signal by the
電圧変調回路400と第2電圧変調回路500を組合せて、入力310が高値または低値に到達しない信号を供給する状況に対処するように使用できる。この組合せは図6に示されている。
The
電圧変調回路400、500のどちらかまたは両方は、いかなるCMOS論理装置と共に使用できる。例えば、図7はCMOS NANDゲート700と共に使用される電圧変調回路400を示している。NANDゲートは、いずれかの入力信号が低のときは常に高出力信号を生成し、両方の入力信号が高のときは低出力信号を生成する。従って、第1入力730(IN1)または第2入力740(IN2)のいずれかが低信号を供給するときは、対応するPMOSトランジスタ710、720はオンされ、Vdd電圧が正電圧供給320から第2PMOSトランジスタ420を通して、その後オンしたPMOSトランジスタ710、720を通して出力780上へ伝達されるようになる。入力730、740の少なくとも一つが低信号を供給しているので、対応するNMOSトランジスタ750、760の少なくとも一つはオフされ、このようにしていかなる電流もグラウンド電圧供給350へ流れることを阻止される。両方の入力信号が高のときは、両方のPMOSトランジスタ710、720はオフされ、両方のNMOSトランジスタ750、760はオンされる。これによりVdd電圧が阻止され、グラウンド電圧供給350と出力780の間の接続が形成され、これにより出力信号をGndまで引き下げる。
Either or both of the
両方の入力信号が減少高信号の場合は、上述のように、制御入力430は高信号を供給し、電圧変調回路400は減少高信号をPMOSトランジスタ710、720へ供給する。制御入力430上の制御信号は、上述のように生成された出力780上の出力信号の反転信号である。これにより、いかなる無視できない電流がPMOSトランジスタ710、720を通してリークすることが阻止され、よって省電力となる。ここにおいても、電圧変調回路400がVddとGnd間の既存の電流経路に沿って配置されているので、追加的な電流経路は形成されないことに留意されたい。入力730、740上の減少高信号はグラウンド電圧供給350と出力780間の接続を形成するのに十分であり、それゆえ低信号が出力780上へ適切に供給される。
If both input signals are reduced high signals, the
他の例として、図8に示すように電圧変調回路400はCMOS NORゲート800と共に使用される。NORゲートはいずれかの入力信号が高のときは常に低出力信号を生成し、両方の入力信号が低のときは高出力信号を生成する。従って第1入力850または第2入力860のいずれかが高信号を供給するときは、対応するNMOSトランジスタ810、820はオンされ、グラウンド電圧供給350から出力870への接続は閉じられ、出力870はGndまで引き下げられる。入力850、860の少なくとも一つは高信号が供給されているので、対応するPMOSトランジスタ830、840の少なくとも一つはオフされ、いかなる電流も正電圧供給320から流れることが阻止される。両方の入力信号が低の場合は、両方のNMOSトランジスタ810、820がオフされ、両方のPMOSトランジスタ830、840がオンされる。これにより、グラウンド電圧供給350と出力870間の接続が阻止され、正電圧供給320と出力870間の接続が形成されて、出力信号をVddにする。
As another example, a
いずれかの入力信号が減少高信号の場合、制御入力430は高値を供給し、電圧変調回路400は上述のように減少高信号をPMOSトランジスタ840へ供給する。制御入力430上の制御信号は、上述のように生成された出力870上の出力信号の反転信号である。これによりいかなる無視できない電流もPMOSトランジスタ840を通してリークすることが阻止され、よって省電力となる。電圧変調回路400がVddとGnd間の既存の電流経路に沿って配置されているので、追加的な電流経路は形成されないことに留意されたい。入力850、860上の減少高信号はグラウンド電圧供給350と出力870間の接続を形成するのに十分であり、低信号が出力870上へ適切に供給される。
If any input signal is a reduced high signal, the
図9を参照して、制御入力430は図に示すように第2NMOSトランジスタ410と第2PMOSトランジスタ420の両ゲートのいずれかへ二者択一的に接続することができる。その結果、制御入力430上の容量性負荷となる。トランジスタゲートは固有の容量を有するので容量は増大するが、これは追加的なトランジスタゲートへの接続があることによる。しかしながらこの構成は、トランジスタをそのゲートを共に結合してN/Pの対で配置される傾向があるメタルマスクプログラマブルゲートアレイに使用されるような、あるシリコン構成様式との互換性があってもよい。
Referring to FIG. 9, the
弱プルアップトランジスタと比較した場合の上述の電圧変調回路400、500の利点は、入力310へ接続されている信号経路における抵抗に最適装置強度が依存しないため、電圧変調回路400、500に対する装置強度を選択し易いということである。図10には、図4の回路と同様な回路1000が示されており、制御信号は接続1020と出力インバータ1010を介してインバータ300の反転出力により供給されている。
The advantage of the
回路1000が機能するためには、入力310における入力信号の変化が出力1030へ伝達されることが必要である。これは逆に、接続1020上の制御信号が誤状態にあっても出力インバータ1010は反転できなければならないことを意味する。制御信号は出力インバータ1010から導出されるので、出力インバータ1010への入力が、接続1020上の信号が高であると同時に高となるような非ゼロの伝達遅延が起こり得る。接続1020上の制御信号が高なので、電圧変調回路400はインバータ300へ減少高信号Vdd−Vt(N2)を供給しているだけである。入力310が低であると、インバータ300は減少高信号をインバータ300の出力へ供給し、それは出力インバータ1010への入力となる。従って、出力インバータ1010はすべての可能な状況においても出力インバータ1010が反転できることを保証するためのVdd−Vt(N2)より低い切替え可能な閾値電圧(出力インバータ1010が高から低へ転移する電圧)を有することが必要である。これは出力インバータ1010における装置の相対強度に対する制約となり、入力310に接続されているいずれにも依存しない。
In order for
第2NMOSトランジスタ410と第2PMOSトランジスタ420の強度への制約は出力インバータ1010に比べてより緩和されている。トランジスタ410、420いずれかが、最適強度を超えて、または最適強度未満に形成されていると、回路1000はより低速度で作動するが、それでも正常に機能する。トランジスタ410、420の大きさに対する制約は、論理回路における他のいかなるトランジスタの大きさに対する制約と同様であり、同様にアプローチできる。当業者は容易にこれらの制約を評価し、トランジスタ410、420の強度についての適切な選択を行うことができるであろう。図10の回路に対して、第2NMOSトランジスタ410を第1NMOSトランジスタ340の強度と同じに、第2PMOSトランジスタ420を第1PMOSトランジスタ330の強度と同じように選択することは、典型的には機能的で物理的にコンパクトにし易いという結果になる(より一般的には、いかなる論理回路に対しても、電圧変調回路のトランジスタを論理装置のトランジスタと同じ強度になるように選択することは、典型的には機能的に有利な結果となる)。
The restrictions on the strength of the
上述のように、図1におけるプルアップトランジスタ130の最適サイズは、入力を駆動する回路の抵抗に依存し、それは信号が辿ったルーティングネットワークを通しての経路の関数である。電圧変調回路400においては、入力310はトランジスタのソースまたはドレインではなく、インバータ300を形成するトランジスタ330、340のゲートへ接続する。インバータ300の正しい作動は、ルーティングネットワークを通して伝達されうる最大及び最小電圧の間にある切替え閾値に依存する。これらの電圧は、信号がルーティングネットワークを通して辿る経路に依存せず、従って要求されるインバータ閾値は、入力信号ルートとは独立したものとなる。同様に第2NMOSトランジスタ410の要求される閾値もまたルーティングネットワークを通して伝達される最高電圧に依存するが、それ以外はそのネットワークの特性からは独立している。
As mentioned above, the optimum size of the pull-up
更に考慮すべきことは第2NMOSトランジスタ410の長さの選択である。上述したように、第1PMOSトランジスタ330を通してのリーク電流は、第2NMOSトランジスタ410と、入力310へ接続される装置(例えばルーティングネットワークにおけるNMOSパストランジスタ)との間の閾値電圧の差に依存する。第2NMOSトランジスタ410の閾値電圧が入力310に接続される装置の閾値電圧よりも高いことは、リーク電流が第1PMOSトランジスタ330を経て流れることを阻止するために好ましい。Vt(N2)が高ければ高いほど、第1PMOSトランジスタ330のソース電圧Vdd−Vt(N2)は低くなり、ゲート電圧Vdd−Vt(pass)(入力310により供給される)がソース電圧よりも低くなる事態がより起こりにくくなることによってリークが引き起こされにくくなる。
A further consideration is the selection of the length of the
多くのCMOS処理において、トランジスタの閾値電圧は、トランジスタの長さの関数である。図11のグラフは、一つのCMOS処理を例としたときの、この関数の例を示す。垂直な線は、実際にこのCMOS処理の例によって製造される、最小のトランジスタの長さを表している。最小の長さに近い領域では、トランジスタの長さが増大するにつれて閾値電圧が急に増大する。曲線は最小の長さの約2倍のところで平らになり、最終的には少し減少する。いくつかの実施形態における入力310へ接続されているようなNMOSパストランジスタは典型的には最小の長さである。従って、第2NMOSトランジスタ410の長さを閾値電圧曲線上のより高い点に一致するように選択することにより、第2NMOSトランジスタ410は相対的に高い閾値を有するように選択されることになるので、リークを引き起こすパストランジスタまたは入力310に接続される他の装置の長さにおけるバラツキのリスクを最小限にすることができる。
In many CMOS processes, the threshold voltage of a transistor is a function of the length of the transistor. The graph of FIG. 11 shows an example of this function when one CMOS process is taken as an example. The vertical line represents the minimum transistor length actually produced by this CMOS processing example. In the region near the minimum length, the threshold voltage increases rapidly as the transistor length increases. The curve becomes flat at about twice the minimum length and eventually decreases slightly. An NMOS pass transistor, such as that connected to input 310 in some embodiments, is typically the minimum length. Therefore, by selecting the length of the
他の実施形態においては、構成可能ルーティングネットワークにおける能動装置の電圧劣化効果は、論理回路ではなく能動装置に異なる電圧を供給することによって補償される。例えば、パストランジスタのゲート電圧が論理回路へ供給される第1高供給電圧Vddより高くなるように、NMOSパストランジスタルーティングネットワークを利用して、第2高供給電圧がパストランジスタへ供給される。第1高供給電圧Vddは、第1と第2高供給電圧間に要求される差を得るために、回路技術に対するほとんどの正の許容動作電圧よりも低く設定しても良い。この第2高供給電圧は、パストランジスタが最大Vddまでの最高電圧を伝達できるように、パストランジスタのゲートに供給される。同様にPMOSパストランジスタルーティングネットワークに対しては、第2低供給電圧がパストランジスタへ供給されることによって、パストランジスタのゲート電圧は論理回路へ供給される第1低供給電圧Gndよりも低くなる。第1低供給電圧Gndは、第1と第2低供給電圧間に要求される差を得るために、回路技術に対するほとんどの負の許容動作電圧よりも高く設定してもよい。この第2低供給電圧はパストランジスタのゲートに供給され、パストランジスタが伝達できる最小電圧をGndまで下げる。第2の高または低供給電圧ルーティングネットワークが供給され、レベルシフトバッファが異なる供給電圧を使用する素子間を伝達する信号上に供給されてもよい。高及び低を劣化する能動装置に対して、第2高供給電圧及び第2低供給電圧の両方が供給される。 In other embodiments, the voltage degradation effects of active devices in the configurable routing network are compensated by supplying different voltages to the active devices rather than logic circuits. For example, the second high supply voltage is supplied to the pass transistor using an NMOS pass transistor routing network such that the gate voltage of the pass transistor is higher than the first high supply voltage V dd supplied to the logic circuit. The first high supply voltage V dd may be set lower than most positive allowable operating voltages for circuit technology to obtain the required difference between the first and second high supply voltages. This second high supply voltage is supplied to the gate of the pass transistor so that the pass transistor can transmit the highest voltage up to V dd . Similarly, for the PMOS pass transistor routing network, the second low supply voltage is supplied to the pass transistor, so that the gate voltage of the pass transistor is lower than the first low supply voltage Gnd supplied to the logic circuit. The first low supply voltage Gnd may be set higher than most negative allowable operating voltages for circuit technology in order to obtain the required difference between the first and second low supply voltages. This second low supply voltage is supplied to the gate of the pass transistor, reducing the minimum voltage that can be transmitted by the pass transistor to Gnd. A second high or low supply voltage routing network may be provided, and the level shift buffer may be provided on signals that communicate between elements using different supply voltages. For active devices that degrade high and low, both a second high supply voltage and a second low supply voltage are provided.
再び図12を参照して、第2供給電圧Vcontrolは制御ワイヤ50上に供給される。これまでの説明では、VcontrolとVddが等しい、つまりNMOSパストランジスタ40はVdd−Vt(pass)の減少高信号のみを伝達できると仮定してきた。第2供給電圧VcontrolがVddと等しくないこの別の実施形態においては、NMOSパストランジスタ40はVcontrol−Vt(pass)の高信号を伝達できる。VcontrolをVdd+Vt(pass)以上に選択すると、NMOSパストランジスタにより伝達される高信号はVddまで可能になる。従って、NMOSパストランジスタを含む再構成可能ネットワークは、VcontrolがVdd+Vt(pass)以上に選択されれば、Vddの非劣化高信号を伝達できる。同様にPMOSパストランジスタを含む再構成可能ネットワークは、Vt(pass)の負値を有し、第2供給電圧VcontrolがGnd+Vt(pass)以下に選択されれば、Gndの非劣化低信号を伝達できる。
Referring to FIG. 12 again, the second supply voltage V control is supplied onto the
上述の明細書において、具体的な実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、本発明のより広い思想と範囲を逸脱することなく本発明に種々の変形及び変更を加え得るということは明白である。例えば、ここで説明した回路図に示される要素の具体的な構成及び組合せは単に説明のために過ぎず、本発明は異なるまたは追加的要素、または要素の異なる構成または組合せを使用しても実行可能であることは理解されよう。従って、本明細書及び図はそれに制約されるのではなく、説明のためと見なすべきであり、本発明は添付される請求項及びその法的等価物に従う以外に制約または制限されるものではない。 In the foregoing specification, the invention has been described with reference to specific embodiments. However, it will be apparent that various changes and modifications may be made to the invention without departing from the broader spirit and scope of the invention. For example, the specific configurations and combinations of elements shown in the circuit diagrams described herein are merely illustrative, and the invention may be practiced using different or additional elements, or different configurations or combinations of elements. It will be understood that this is possible. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and the invention is not to be restricted or restricted except in accordance with the appended claims and their legal equivalents. .
Claims (25)
処理装置入力及び処理装置出力をそれぞれが備えている複数の処理装置と、
前記処理装置出力の少なくとも一つを前記処理装置入力の少なくとも一つに接続する構成可能ルーティングネットワークと、
前記構成可能ルーティングネットワークと前記処理装置入力の間に位置しており、少なくともその一つは論理回路及び電圧変調回路を備えている複数の入力バッファ回路を備え、
前記構成可能ルーティングネットワークは、一つまたは二つ以上の入力バッファ回路へ劣化電圧入力信号を供給する再構成可能装置。A reconfigurable device,
A plurality of processing devices each having a processing device input and a processing device output;
A configurable routing network connecting at least one of the processing device outputs to at least one of the processing device inputs;
Located between the configurable routing network and the processor input, at least one of which comprises a plurality of input buffer circuits comprising logic circuits and voltage modulation circuits;
The configurable routing network is a reconfigurable device that provides a degraded voltage input signal to one or more input buffer circuits.
その出力供給電圧信号は、前記非劣化供給電圧信号又は劣化供給電圧信号のいずれかを備えていることを特徴とする請求項1の再構成可能装置。The voltage modulation circuit receives a non-degraded supply voltage signal and supplies an output supply voltage signal to the logic circuit;
The reconfigurable device of claim 1, wherein the output supply voltage signal comprises either the non-degraded supply voltage signal or a degraded supply voltage signal.
前記構成可能ルーティングネットワークから前記劣化電圧入力信号を受信する論理回路入力と、
前記電圧変調回路から前記出力供給電圧信号を受信する供給電圧入力と、
論理回路出力を備えており、
前記電圧変調回路は、
前記非劣化供給電圧信号を受信する電圧変調回路入力と、
前記供給電圧入力に前記出力供給電圧信号を供給する電圧変調回路出力と、
前記非劣化供給電圧信号を前記劣化供給電圧に変換し、前記劣化供給電圧信号を前記電圧変調回路出力に供給するコンバータと、
前記コンバータをバイパスし、前記非劣化供給電圧信号を前記電圧変調回路出力に供給するバイパス回路と、
前記出力供給電圧信号を前記電圧変調回路出力へ供給するために、前記コンバータと前記バイパス回路の間で選択するための制御信号を受信する制御入力とを備えていることを特徴とする請求項3の再構成可能装置。The logic circuit is:
A logic circuit input for receiving the degraded voltage input signal from the configurable routing network;
A supply voltage input for receiving the output supply voltage signal from the voltage modulation circuit;
With logic circuit output,
The voltage modulation circuit includes:
A voltage modulation circuit input for receiving the non-degraded supply voltage signal;
A voltage modulation circuit output for supplying the output supply voltage signal to the supply voltage input;
A converter that converts the non-degraded supply voltage signal into the degraded supply voltage and supplies the degraded supply voltage signal to the voltage modulation circuit output;
A bypass circuit that bypasses the converter and supplies the non-degraded supply voltage signal to the voltage modulation circuit output;
4. A control input for receiving a control signal for selection between the converter and the bypass circuit to supply the output supply voltage signal to the voltage modulation circuit output. Reconfigurable device.
前記第2出力供給電圧信号は、前記第2非劣化供給電圧信号又は第2劣化供給電圧信号のいずれかを備えていることを特徴とする請求項4の再構成可能装置。The voltage modulation circuit receives a second non-degraded supply voltage signal and supplies a second output supply voltage signal to the logic circuit;
The reconfigurable device of claim 4, wherein the second output supply voltage signal comprises either the second non-degraded supply voltage signal or a second degraded supply voltage signal.
前記電圧変調回路は、
前記第2非劣化供給電圧信号を受信する第2電圧変調回路入力と、
前記第2供給電圧入力に前記第2出力供給電圧信号を供給する第2電圧変調回路出力と、
前記第2非劣化供給電圧信号を前記第2劣化供給電圧に変換し、前記第2劣化供給電圧信号を前記第2電圧変調回路出力に供給する第2コンバータと、
前記第2コンバータをバイパスし、前記第2非劣化供給電圧信号を前記第2電圧変調回路出力に供給する第2バイパス回路と、
前記第2出力供給電圧信号を前記第2電圧変調回路出力に供給するために、前記第2コンバータと前記第2バイパス回路の間で選択をするための第2制御信号を受信する第2制御入力とを備えていることを特徴とする請求項24の再構成可能装置。The logic circuit further comprises a second supply voltage input for receiving a second output supply voltage signal,
The voltage modulation circuit includes:
A second voltage modulation circuit input for receiving the second undegraded supply voltage signal;
A second voltage modulation circuit output for supplying the second output supply voltage signal to the second supply voltage input;
A second converter for converting the second non-degraded supply voltage signal to the second degraded supply voltage and supplying the second degraded supply voltage signal to the second voltage modulation circuit output;
A second bypass circuit that bypasses the second converter and supplies the second non-degraded supply voltage signal to the second voltage modulation circuit output;
A second control input for receiving a second control signal for selecting between the second converter and the second bypass circuit to supply the second output supply voltage signal to the second voltage modulation circuit output; 25. The reconfigurable device of claim 24, comprising:
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (3)
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